JPH10322214A - A/d converter with offset elimination function - Google Patents

A/d converter with offset elimination function

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JPH10322214A
JPH10322214A JP9125774A JP12577497A JPH10322214A JP H10322214 A JPH10322214 A JP H10322214A JP 9125774 A JP9125774 A JP 9125774A JP 12577497 A JP12577497 A JP 12577497A JP H10322214 A JPH10322214 A JP H10322214A
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JP
Japan
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output
filter
input
coefficient
filter coefficient
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JP9125774A
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Japanese (ja)
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Masayuki Ugawa
正行 鵜川
Hideki Kanayama
英樹 金山
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NIPPON BAA BRAUN KK
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/30Delta-sigma modulation
    • H03M3/322Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M3/352Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic
    • H03M3/354Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of deviations from the desired transfer characteristic at one point, i.e. by adjusting a single reference value, e.g. bias or gain error
    • H03M3/356Offset or drift compensation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M3/00Conversion of analogue values to or from differential modulation
    • H03M3/30Delta-sigma modulation
    • H03M3/458Analogue/digital converters using delta-sigma modulation as an intermediate step

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an offset that is changing during the operation and to minimize a time till a stable value is obtained after power-on by allowing the A/D converter to have a high pass filter and a filter coefficient control means that is connected to the high pass filter and generates a coefficient control signal to instruct revision of a variable filter coefficient during the operation. SOLUTION: The converter A is provided with a ΔΣ modulator 1, a decimation filter 2, a high pass filter(HPF) 3, and a filter coefficient control section 4. The HPF 3 receives an output of the decimation filter 2 at its input and receives a signal to control a filter coefficient at its control input and produces an output of a result of applying high pass filter processing by a designated filter coefficient to the output of the decimation filter 2. An output of the filter coefficient control section 4 is given to a control input of the HPF 3, the filter coefficient control signal is fed to the HPF 3 during the operation of the converter A to select a proper coefficient for the HPF 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ΔΣ型のアナログ
−デジタル変換器に関し、特に、ΔΣ型アナログ−デジ
タル変換器におけるDC成分の除去に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a .DELTA..SIGMA.-type analog-to-digital converter, and more particularly to the removal of DC components in a .DELTA..SIGMA.-type analog-to-digital converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ΔΣ型のアナログ−デジタル変換
器(ADC)におけるDC成分すなわちオフセットを除
去するため手法として、大きく分けて2つある。その2
つの方法とは、オフセット・キャリブレーション法と、
ハイパスフィルタを使用する方法とである。オフセット
・キャリブレーション法は、例えば米国特許4,94
3,807に開示されており、これは、ΔΣ型ADCの
オフセット値をメモリに記憶して、その値を、デジタル
変換した値(ΔΣ変調器とデシメーション・フィルタを
通した後の値)から減算することによって、そのDC成
分を取り除く方法である。第2のハイパスフィルタ(H
PF)による手法は、デジタル変換した値をハイパスフ
ィルタに通すことによってDC成分を除去する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are roughly two methods for removing a DC component, that is, an offset, in a ΔΣ type analog-to-digital converter (ADC). Part 2
The two methods are offset calibration and
And a method using a high-pass filter. The offset calibration method is described, for example, in US Pat.
3,807, which stores an offset value of a ΔΣ ADC in a memory and subtracts the value from a digitally converted value (a value after passing through a ΔΣ modulator and a decimation filter). By doing so, the DC component is removed. The second high-pass filter (H
The PF) method removes a DC component by passing a digitally converted value through a high-pass filter.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のオフセット・キ
ャリブレーション法では、ADCが長時間動作する間に
外的要因等でオフセット値が変化すると、最初にメモリ
に記憶した値と差が出てしまい、したがって完全にDC
成分を除去することができなくなってしまう。一方、ハ
イパスフィルタ手法では、そのような動作中に変化する
オフセットを除去するのにも有効である。しかし、この
ハイパスフィルタ法では、フィルタ特性としてDC成分
を除くのに必要な非常に低いカットオフ周波数をもつた
め、フィルタを動作させてから最初のDC成分が除かれ
るのに長い時間を必要とする。この時間は、ADCをパ
ワーオンさせてから安定した正常値が出るまでに要する
時間の中で、かなりの部分を占めてしまう。
In the above offset calibration method, if the offset value changes due to external factors or the like while the ADC operates for a long time, a difference from the value initially stored in the memory appears. And therefore completely DC
The components cannot be removed. On the other hand, the high-pass filter method is also effective in removing such an offset that changes during the operation. However, this high-pass filter method has a very low cut-off frequency required for removing a DC component as a filter characteristic, so that it takes a long time to remove the first DC component after operating the filter. . This time occupies a considerable portion of the time required from when the ADC is powered on until a stable normal value is obtained.

【0004】したがって、本発明の目的は、動作中に変
化するオフセットが除去できるとともに、パワーオン時
から安定した値が得られるまでの時間を最小限にでき
る、ΔΣ型アナログ−デジタル変換器を提供することで
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a Δ− type analog-digital converter capable of removing an offset that changes during operation and minimizing the time from power-on until a stable value is obtained. It is to be.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を実現するた
め、本発明にれば、アナログ入力信号を受けてこれをデ
ジタル形態で表すデジタル出力信号を発生するΔΣ型ア
ナログ−デジタル変換器は、 イ)前記アナログ入力信
号を受けるように接続しており、変調器出力を発生する
ΔΣ型変調器と、 ロ)前記変調器出力を受けるように
接続しており、デシメーション・フィルタ出力を発生す
るデシメーション・フィルタと、 ハ)前記デシメーシ
ョン・フィルタ出力を受けるように接続しており、ハイ
パスフィルタ出力を発生するハイパスフィルタであっ
て、該ハイパスフィルタは、動作中可変のフィルタ係数
を有する、前記のハイパスフィルタと、 ニ)前記ハイ
パスフィルタに接続しており、動作中に前記可変フィル
タ係数の変更を指示する係数制御信号を発生するフィル
タ係数制御手段と、を備える。
According to the present invention, there is provided a ΔΣ analog-to-digital converter which receives an analog input signal and generates a digital output signal representing the digital input signal in digital form. B) a ΔΣ modulator connected to receive the analog input signal and generating a modulator output; and b) decimation connected to receive the modulator output and generating a decimation filter output. A filter, c) a high-pass filter connected to receive the decimation filter output and producing a high-pass filter output, the high-pass filter having a filter coefficient that is variable during operation; D) a coefficient connected to the high-pass filter and instructing a change of the variable filter coefficient during operation; Comprising a filter coefficient control means for generating a control signal.

【0006】本発明によれば、前記可変のフィルタ係数
の変更は、前記変換器のパワーアップ時に行うことがで
きる。また、本発明によれば、前記ハイパスフィルタの
特性は、Z関数を用いて
According to the present invention, the change of the variable filter coefficient can be performed when the converter is powered up. Further, according to the present invention, the characteristic of the high-pass filter is obtained by using a Z function.

【数3】 H(Z)=H1(Z) / H2(Z) H1(Z)=Σl=0 Ml-l2(Z)=Σl=0 Nl-l で表し、ここでalとblは係数、MとNは正の整数と
し、前記可変のフィルタ係数を、alとbl値の第1の組
合せからなる第1のフィルタ係数と、前記第1の組合せ
とは異なったalとblの値の第2の組合せからなる第2
のフィルタ係数とで構成するようにできる。さらにま
た、本発明によれば、前記ハイパスフィルタは1次のフ
ィルタであって、その特性は、Z関数を用いて
Equation 3] H (Z) = H 1 ( Z) / H 2 (Z) H 1 (Z) = Σ l = 0 M b l Z -l H 2 (Z) = Σ l = 0 N a l Z expressed in -l, where a l and b l coefficients, M and N is a positive integer, the filter coefficients of the variable, the first filter coefficients of a first combination of a l and b l value , A second combination of al and bl values different from the first combination.
And the filter coefficients of Furthermore, according to the present invention, the high-pass filter is a first-order filter, and its characteristic is determined by using a Z function.

【数4】 H(Z)=H1(Z) / H2(Z) H1(Z)=1−Z-12(Z)=1−kZ-1 で表し、ここでkは係数であり、前記可変のフィルタ係
数を、第1の値のkからなる第1のフィルタ係数と、第
2の値のkからなる第2のフィルタ係数と、から成るよ
うにできる。この場合、前記第1フィルタ係数は、1に
近い値とし、前記第2フィルタ係数は、0または0に近
い値とすることができる。
H (Z) = H 1 (Z) / H 2 (Z) H 1 (Z) = 1−Z −1 H 2 (Z) = 1−kZ −1 where k is a coefficient Wherein the variable filter coefficient can be composed of a first filter coefficient consisting of a first value k and a second filter coefficient consisting of a second value k. In this case, the first filter coefficient may be a value close to 1, and the second filter coefficient may be 0 or a value close to 0.

【0007】さらに本発明によれば、前記ハイパスフィ
ルタは、 イ)前記デシメーション・フィルタ出力を受
ける第1の入力と、第2の入力と、出力とを有する減算
器と、 ロ)該減算器の出力に接続した入力と、出力と
を有する遅延器と、 ハ)前記デシメーション・フィル
タ出力を受けるように接続した第1の入力と、前記遅延
器の出力に接続した第2の入力と、前記ハイパスフィル
タ出力を発生する出力とを有する第2の加算器と、
ニ)該加算器の出力に接続した入力と、前記減算器の第
2入力に接続した出力とを有するフィードバック回路で
あって、前記フィルタ係数として作用する動作中可変の
フィードバック係数をもつフィードバック回路と、で構
成することができる。
Further, according to the present invention, the high-pass filter includes: a) a subtractor having a first input receiving the output of the decimation filter, a second input, and an output; A delay having an input connected to the output and an output; c) a first input connected to receive the output of the decimation filter; a second input connected to the output of the delay; A second adder having an output that produces a filter output;
D) a feedback circuit having an input connected to the output of the adder and an output connected to the second input of the subtractor, the feedback circuit having an in-operation variable feedback coefficient acting as the filter coefficient; , Can be configured.

【0008】本発明によれば、前記フィードバック回路
は、加算器を使用したタイプとしたり、あるいは乗算器
を使用したタイプとすることができる。
According to the present invention, the feedback circuit can be of a type using an adder or a type using a multiplier.

【0009】また、本発明によれば、前記フィルタ係数
制御手段は、前記係数制御信号として第1のタイミング
信号を供給するタイミング制御手段を含み、前記第1タ
イミング信号は、前記変換器のリセットから第1の所定
の時間までの間、前記第2フィルタ係数を使用すべきこ
とを表すようにできる。このとき、さらに、前記変換器
には、前記ΔΣ変調器の入力に対するDCディザ成分の
印加を制御するためのディザ制御手段を含めることがで
きる。この場合、前記タイミング制御手段はさらに、前
記ディザ制御手段に対し供給する第2のタイミング信号
を発生することができ、該第2タイミング信号は、前記
変換器のリセットから、前記第1所定時間よりも短い第
2の所定の時間の間、前記DCディザ成分を印加すべき
でないことを表すようにできる。
Further, according to the present invention, the filter coefficient control means includes timing control means for supplying a first timing signal as the coefficient control signal, wherein the first timing signal is supplied from a reset of the converter. Until a first predetermined time, the second filter coefficient may be indicated to be used. At this time, the converter may further include dither control means for controlling application of a DC dither component to the input of the ΔΣ modulator. In this case, the timing control means can further generate a second timing signal to be supplied to the dither control means, wherein the second timing signal is generated from the reset of the converter by the first predetermined time. May also indicate that the DC dither component should not be applied for a short second predetermined time.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明について、実施例を
参照しながら詳細に説明する。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0011】図1は、本発明によるΔΣ型のアナログ−
デジタル変換器(ADC)の第1実施例Aを示すブロッ
ク図である。図示のように、この変換器Aは、ΔΣ変調
器1と、デシメーション・フィルタ2と、ハイパスフィ
ルタ(HPF)3と、そしてフィルタ係数制御部4とを
備えている。ΔΣ変調器1は、入力にデジタル形態に変
換すべきアナログ入力を受け、そしてその出力にΔΣ変
調を行った変調出力を発生する。この変調出力を入力に
受けるデシメーション・フィルタ2は、その入力に対し
デシメーションを行って、その結果を出力に発生する。
FIG. 1 shows a ΔΣ type analog according to the present invention.
1 is a block diagram illustrating a first embodiment A of a digital converter (ADC). As shown, the converter A includes a ΔΣ modulator 1, a decimation filter 2, a high-pass filter (HPF) 3, and a filter coefficient control unit 4. The ΔΣ modulator 1 receives an analog input to be converted to a digital form at an input, and generates a Δ た modulated modulation output at its output. A decimation filter 2 receiving this modulated output at its input performs decimation on its input and produces the result at its output.

【0012】次のHPF3は、1つの入力と、1つの制
御入力と、1つの出力とを有し、また可変のフィルタ係
数群を有している。このハイパスフィルタの特性は、Z
関数で一般的に表すと
The next HPF 3 has one input, one control input, and one output, and has a variable filter coefficient group. The characteristic of this high-pass filter is Z
Generally expressed by a function

【数5】 H(Z)=H1(Z) / H2(Z) H1(Z)=Σl=0 Ml-l2(Z)=Σl=0 Nl-l である。ここでalとblは係数であり、MとNは正の整
数である。このとき、alとbl値の第1の組合せからな
る第1のフィルタ係数群と、この第1の組合せとは異な
ったalとblの値の第2の組合せからなる第2のフィル
タ係数群とが、可変のフィルタ係数を構成する。このフ
ィルタ係数は、HPFのカットオフ周波数がゼロに近づ
くにつれ、フィルタの時定数は大きくなる。一方、HP
Fのカットオフ周波数が高くなるにつれ、時定数は小さ
くなる。このHPF3は、その入力にデシメーション・
フィルタ出力を受け、制御入力にフィルタ係数を制御す
る信号を受け、そして出力には、指定されたフィルタ係
数によるハイパスフィルタ処理をそのデシメーション・
フィルタ出力に対し行った結果を発生する。フィルタ係
数制御部4は、出力がHPF3の制御入力に接続してお
り、変換器Aの動作中、上記のフィルタ係数制御信号を
HPF3に供給して、HPFの係数として適切な値のも
のを使用させる。
Equation 5] H (Z) = H 1 ( Z) / H 2 (Z) H 1 (Z) = Σ l = 0 M b l Z -l H 2 (Z) = Σ l = 0 N a l Z -l . Here, a l and b l are coefficients, and M and N are positive integers. In this case, a first filter coefficient group consisting of a first combination of a l and b l value, the first combined with different a l and b l value of a second of a second combination of The filter coefficient group forms a variable filter coefficient. The filter time constant of the filter coefficient increases as the cutoff frequency of the HPF approaches zero. On the other hand, HP
As the cutoff frequency of F increases, the time constant decreases. This HPF3 has a decimation
A filter output is received, a control input receives a signal for controlling a filter coefficient, and an output includes a high-pass filter processing by a designated filter coefficient for its decimation.
Generates the result performed on the filter output. The output of the filter coefficient control unit 4 is connected to the control input of the HPF 3, and supplies the filter coefficient control signal to the HPF 3 during the operation of the converter A, and uses an appropriate value as the HPF coefficient. Let it.

【0013】この構成により、変換器AのA/D変換動
作中、HPF3は、制御部4により指定されたフィルタ
係数群でフィルタ処理を実行でき、したがって、動作中
における状況に応じて、適切な時定数またはカットオフ
周波数でハイパスフィルタ処理を実行させることができ
る。これにより、 ADCのオフセット除去を行うとき
にはフィルタ時定数を大きな値にし、一方、デジタル出
力を早く安定させたいとき、例えばパワーオン時には、
フィルタ時定数を小さい値とすることができる。
With this configuration, during the A / D conversion operation of the converter A, the HPF 3 can execute the filtering process with the filter coefficient group specified by the control unit 4, and accordingly, an appropriate operation can be performed according to the situation during the operation. High-pass filtering can be performed with a time constant or cutoff frequency. Thus, when the offset of the ADC is removed, the filter time constant is set to a large value. On the other hand, when it is desired to stabilize the digital output quickly, for example, at the time of power-on,
The filter time constant can be reduced.

【0014】次に、図2を参照して、本発明の第2実施
例のΔΣ型アナログ−デジタル変換器Bについて説明す
る。この変換器Bは、図1の変換器の一部をより具体化
したものであって、図1の要素1,2,3と同様のΔΣ
変調器10、デシメーション・フィルタ20、およびH
PF30と、そしてフィルタ係数制御部4に一部対応し
たタイミング・コントローラ40、さらにシリアル制御
部50とディザ制御部60とを備えている。尚、本実施
例の場合、HPF30は、1次のフィルタで構成し、そ
の特性は、Z関数を用いて表すと、
Next, a Δ 図 type analog-digital converter B according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This converter B is a more specific part of the converter of FIG. 1 and has the same ΔΣ as the elements 1, 2, and 3 of FIG.
Modulator 10, decimation filter 20, and H
The PF includes a PF 30, a timing controller 40 partially corresponding to the filter coefficient controller 4, a serial controller 50, and a dither controller 60. In the case of the present embodiment, the HPF 30 is configured by a first-order filter, and its characteristic is represented by using a Z function.

【数6】 H(Z)=H1(Z) / H2(Z) H1(Z)=1−Z-12(Z)=1−kZ-1 であり、ここでkは係数である。可変のフィルタ係数
は、この係数kであり、そして本実施例では、第1の値
のkからなる第1のフィルタ係数と、第2の値のkから
なる第2のフィルタ係数とを使用する。このフィルタ係
数kは、例えば0から1の範囲の値である。フィルタ係
数が1の値に近づくにつれ、フィルタの時定数が大きく
なって、HPFのカットオフ周波数がゼロに近づく。一
方、フィルタ係数が0に近づくにつれ、時定数が小さく
なるとともに、HPFのカットオフ周波数が高くなる。
[6] a H (Z) = H 1 ( Z) / H 2 (Z) H 1 (Z) = 1-Z -1 H 2 (Z) = 1-kZ -1, where k is the coefficient It is. The variable filter coefficient is this coefficient k, and in the present embodiment, a first filter coefficient consisting of a first value k and a second filter coefficient consisting of a second value k are used. . The filter coefficient k is, for example, a value in a range from 0 to 1. As the filter coefficient approaches a value of 1, the time constant of the filter increases and the cutoff frequency of the HPF approaches zero. On the other hand, as the filter coefficient approaches 0, the time constant decreases and the cutoff frequency of the HPF increases.

【0015】また、シリアル制御部50は、HPF30
のパラレルのフィルタ出力をシリアル形態にするもので
ある。ディザ制御部60は、公知のように、トーン周波
数を可聴周波数帯域外へ移動させるため、ΔΣ変調器の
入力に受けるアナログ入力に対するある大きさの直流バ
イアス電圧(このバイアス電圧源(図示せず)はΔΣ変
調器内にある)の印加を制御するものである。本実施例
の場合、ΔΣ変調器10は、さらに第1と第2の制御入
力を有していて、タイミング・コントローラ40からの
信号と、ディザ制御部60からの制御入力を受けるよう
にしている。その第1制御入力は、変調器10へのアナ
ログ入力の受け入れのための入力ゲート(図示せず)を
開閉するためのものであり、第2制御入力は、その受け
入れたアナログ入力に対し加算器(図示せず)により加
算すべきディザの入力ゲート(図示せず)を開閉するた
めのものである。また、シリアル制御部50も、制御入
力を有していて、この入力の論理状態に応じてそのシリ
アルデジタル出力をアクティブにする。
The serial control unit 50 includes an HPF 30
In the form of a serial filter. As is well known, the dither control unit 60 has a certain level of DC bias voltage (this bias voltage source (not shown)) for the analog input received at the input of the Δ た め modulator in order to shift the tone frequency to outside the audio frequency band. Is in the ΔΣ modulator). In the case of this embodiment, the Δ さ ら に modulator 10 further has first and second control inputs, and receives a signal from the timing controller 40 and a control input from the dither control unit 60. . The first control input is for opening and closing an input gate (not shown) for receiving an analog input to the modulator 10, and the second control input is an adder for receiving the analog input. (Not shown) for opening and closing an input gate (not shown) of dither to be added. The serial control unit 50 also has a control input, and activates its serial digital output according to the logic state of this input.

【0016】タイミング・コントローラ40は、変換器
Bの動作を制御するためのいくつかのタイミング信号を
発生する。第1のタイミング信号I1は、HPF30の
制御入力と変調器10の第1制御入力とに対し供給し、
第2のタイミング信号I2は、ディザ制御部の入力に供
給し、そして第3のタイミング信号I3は、シリアル制
御部の制御入力に供給する。
Timing controller 40 generates several timing signals for controlling the operation of converter B. The first timing signal I1 is supplied to a control input of the HPF 30 and a first control input of the modulator 10,
A second timing signal I2 is provided to an input of the dither control, and a third timing signal I3 is provided to a control input of the serial control.

【0017】ここで、図3を参照してHPF30の回路
構成について説明する。図示のように、HPF30は、
減算器32と、1クロック遅延器34と、加算器36
と、そしてフィードバック回路38とから成っている。
尚、変換器Bのクロック周波数は、44.1KHzであ
る。減算器32は、デシメーション・フィルタ出力であ
る28ビットの2進入力Xを負入力に受け、そして正入
力からその入力Xを減算した結果を28ビットの2進出
力として発生する。この減算器出力を遅延器34を介し
て一方の正入力に受ける加算器36は、他方の正入力に
入力Xを受け、そしてそれらを互いに加算した結果を2
8ビットの2進出力Yとして発生する。この出力Yは、
次段のシリアル制御部50への入力となる。また、出力
Yは、フィードバック回路への入力Aとなり、またフィ
ードバック回路は、減算器32の正入力に印加する2進
のフィードバック出力Bを発生する。
Here, the circuit configuration of the HPF 30 will be described with reference to FIG. As shown, the HPF 30
Subtractor 32, 1-clock delay unit 34, adder 36
And a feedback circuit 38.
The clock frequency of the converter B is 44.1 KHz. The subtractor 32 receives a 28-bit binary input X, which is the output of the decimation filter, at a negative input, and generates a result obtained by subtracting the input X from a positive input as a 28-bit binary output. An adder 36 which receives the output of the subtracter at one positive input via a delay unit 34 receives the input X at the other positive input, and adds the result of addition to each other to 2
Generated as an 8-bit binary output Y. This output Y is
This is an input to the serial control unit 50 at the next stage. The output Y becomes the input A to the feedback circuit, and the feedback circuit generates a binary feedback output B to be applied to the positive input of the subtractor 32.

【0018】図3に示す本発明によるフィードバック回
路38の1実施例は、非ゼロの2つのフィルタ係数(ま
たはフィードバック係数)k1およびk2を切替使用す
る加算器タイプのものである。k1は“8191/8192”で
あってほぼ1の値であり、k2は“1/8192”であってほ
ぼ0の値である。詳しくは、回路38は、加算器380
0と、左に13ビットシフト(“≪13”で表す)する
シフト回路3802と、41個(“×41”で示す)の
ANDゲート3804と、28個(“×28”で示す)
のEX−ORゲート3806と、そしてインバータ38
08とから構成している。加算器3800は、内部で、
負入力に受けた28ビットの入力A[27:0]の最上位M
SBビットをビット拡張して41ビットの2進信号C
[40:0]を発生する、すなわちAを1倍する(尚、2進
信号は、2の補数表現である)。したがって、このC
[40:28]の各ビットは、A[27]に等しく、C[27:
0]はA[27:0]に等しい。シフト回路3802は、入
力Aを13ビット左シフトすることにより213倍(=81
92倍)して、41ビットの2進信号D[40:0]にする。
したがって、D[40:13]は A[27:0]に等しく、D
[12:0]は全て0である。この41ビット出力を一方の
入力に受けるANDゲート3804は、その各ビットと
タイミング信号とのANDを行ってその結果をE[40:
0]として出力する。すなわち、I1=ロー(“0”)
のときには、 E[40:0]は全て0であり、一方、 I1
=ハイ(“1”)のときには、 E[40:0]はD[40:
0]に等しい。
One embodiment of the feedback circuit 38 according to the present invention shown in FIG. 3 is of the adder type which switches between two non-zero filter coefficients (or feedback coefficients) k1 and k2. k1 is “8191/8192”, which is almost a value of 1, and k2 is “1/8192”, which is almost a value of 0. Specifically, the circuit 38 includes an adder 380
0, a shift circuit 3802 that shifts 13 bits to the left (represented by "$ 13"), 41 AND gates 3804 (represented by "x41"), and 28 (represented by "x28")
EX-OR gate 3806 and inverter 38
08. The adder 3800 internally includes
Most significant M of 28-bit input A [27: 0] received at negative input
41-bit binary signal C by extending the SB bit
[40: 0], that is, multiply A by 1 (note that a binary signal is a two's complement representation). Therefore, this C
Each bit of [40:28] is equal to A [27] and C [27:
0] is equal to A [27: 0]. The shift circuit 3802 shifts the input A 13 bits to the left by 2 13 times (= 81
92 times) to obtain a 41-bit binary signal D [40: 0].
Therefore, D [40:13] is equal to A [27: 0] and D [40:13]
[12: 0] are all 0. An AND gate 3804 receiving this 41-bit output at one input performs an AND operation on each bit and the timing signal, and outputs the result to E [40:
0]. That is, I1 = low (“0”)
, E [40: 0] are all 0, while I1
= High ("1"), E [40: 0] becomes D [40:
0].

【0019】加算器3800は、2進信号 E[40:0]
から2進信号C[40:0]を減算してその結果の上位28
ビットのみをF[27:0]として出力する。下位13ビッ
トを使用しないため、2-13倍したことになるため、こ
のときの信号Eは、(E−C)/8192、すなわちI1=
1のときは、F=(8192A−A)/8192=(8191/819
2)A=k1・Aとなる。一方、 I1=0のときは、F
=−A(1/8192)=−k2・Aとなる。この後者のI1
=0の場合、負となるため、I1=0のときのみ次段の
EX−ORゲートで反転することにより、常に正の2進
出力G[27:0]を発生する。これがB[27:0]となる。
結局、I1=0のときは、B=k2・Aでほぼゼロに等
しく、このため、HPFの時定数は非常に小さくなる。
一方、I1=1のときはB=k1・Aとなるため、これ
はほぼAに等しくなるため、DCオフセットを除去する
のに必要な極めて大きな時定数となる。
The adder 3800 outputs a binary signal E [40: 0].
Is subtracted from the binary signal C [40: 0], and the upper 28
Only the bits are output as F [27: 0]. Since the lower 13 bits are not used, the signal E is 2 −13 times. Therefore, the signal E at this time is (EC) / 8192, that is, I1 =
At the time of 1, F = (8192A-A) / 8192 = (8191/819)
2) A = k1 · A On the other hand, when I1 = 0, F
= −A (1/8192) = − k2 · A. This latter I1
In the case of = 0, it becomes negative. Therefore, only when I1 = 0, the signal is inverted by the next-stage EX-OR gate to always generate a positive binary output G [27: 0]. This is B [27: 0].
After all, when I1 = 0, B = k2 · A is almost equal to zero, and therefore the time constant of the HPF becomes very small.
On the other hand, when I1 = 1, B = k1 · A, which is substantially equal to A, which is an extremely large time constant required for removing the DC offset.

【0020】次に、図4を参照して、図3のハイパスフ
ィルタ回路を備えた図2のΔΣ型ADCの全体の動作に
ついて説明する。まず初めに、図4の(a)に示すよう
に、このADCを使用するシステムからタイミング・コ
ントローラ40に印加されるリセット信号RS(図2に
は図示せず)が、ADCのパワーオンのためt1時にロ
ーからハイに遷移する。この信号に基づいて、コントロ
ーラ40は、図4(c)、(b)、(d)に示すように、
タイミング信号I1,I2およびI3を形成して発生す
る。これらタイミング信号は、それぞれ最初はローであ
る。したがって、変調器10のアナログ入力を受ける入
力ゲートは閉じており、また変調器内のDCディザ印加
のための入力ゲートも閉じている。さらにまた、HPF
30のフィルタ係数は、I1=0であるため、フィルタ
係数はk2(ほぼゼロ)であり、しかもシリアル制御部
50のデジタル出力もアクティブとなっていない。この
ような状態で、まず初めにタイミング信号I2が、t1
から例えば300ミリ秒後のt2時にローからハイにな
り、これにより、ディザ制御部60は、変調器10内に
おいて、アナログ入力にDCバイアスを加えさせる。こ
のため、変調器10の出力並びにデシメーション・フィ
ルタ出力(図4の(e)と(f))とには、t2以降、D
Cディザ・バイアスとオフセットの合わさったDC成分
が現れる。このとき、図4の(g)に示すように、HP
F30の出力においては、t2後、図示のような急に立
ち上がってから徐々に立ち下がるノイズ(図4(g)の
下に拡大図示)が数十マイクロ秒の間現れるが、その後
はDC成分は完全に除去される。このノイズ部分の期間
は、従来ではHPFの係数値が1に近いために1〜2秒
あったが、本発明では、数十マイクロ秒と極めて短くで
きている。
Next, an overall operation of the Δ 全体 ADC of FIG. 2 including the high-pass filter circuit of FIG. 3 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 4A, a reset signal RS (not shown in FIG. 2) applied from the system using the ADC to the timing controller 40 is used to turn on the ADC. Transition from low to high at t1. Based on this signal, the controller 40, as shown in FIGS. 4 (c), (b) and (d),
It is generated by forming timing signals I1, I2 and I3. Each of these timing signals is initially low. Therefore, the input gate for receiving the analog input of the modulator 10 is closed, and the input gate for applying DC dither in the modulator is also closed. Furthermore, HPF
Since the filter coefficient of 30 is I1 = 0, the filter coefficient is k2 (almost zero), and the digital output of the serial control unit 50 is not active. In such a state, first, the timing signal I2 becomes t1
From low to high at, for example, 300 milliseconds later, thereby causing the dither control unit 60 to apply a DC bias to the analog input in the modulator 10. For this reason, the output of the modulator 10 and the output of the decimation filter ((e) and (f) in FIG.
A DC component in which the C dither bias and the offset are combined appears. At this time, as shown in FIG.
In the output of F30, after t2, a noise (shown in an enlarged manner under FIG. 4 (g)) which rises sharply and gradually falls as shown in the figure appears for several tens of microseconds, and thereafter the DC component is reduced. Completely removed. In the related art, the period of the noise portion is 1-2 seconds because the coefficient value of the HPF is close to 1 in the related art. However, in the present invention, the period can be extremely shortened to several tens of microseconds.

【0021】t2から例えば20ミリ秒後のt3時にお
いては、タイミング信号I1がハイになり、これによ
り、ΔΣ変調器10内の入力ゲートが開いてアナログ入
力のA/D変換が開始する同時に、HPF30のフィル
タ係数がk1からk2(ほぼ1)に切り替わる。この結
果、A/D変換におけるオフセット除去機能が完全に起
動する。このt3からさらに20ミリ秒後のt4におい
て、タイミング信号I3がローからハイになって、シリ
アル制御部50のデジタル出力をアクティブにし、これ
により、A/D変換出力をシリアル形態で発生する。
At t3, for example, 20 milliseconds after t2, the timing signal I1 goes high, thereby opening the input gate in the ΔΣ modulator 10 and starting A / D conversion of the analog input at the same time. The filter coefficient of the HPF 30 switches from k1 to k2 (almost 1). As a result, the offset removal function in the A / D conversion is completely activated. At t4, which is 20 milliseconds after t3, the timing signal I3 goes from low to high, activating the digital output of the serial control unit 50, thereby generating an A / D conversion output in serial form.

【0022】以上に本発明の1実施例によるADCにつ
いて説明したが、そのHPF30のフィードバック回路
部分については、その他の回路構成が種々可能であり、
そのいくつかの例について以下に説明する。
Although the ADC according to the embodiment of the present invention has been described above, the feedback circuit of the HPF 30 may have various other circuit configurations.
Some examples are described below.

【0023】図5は、HPF30のフィードバック回路
38の第2の実施例による回路38Aを示している。図
5のこの実施例の目的は、図3の回路において生じる1
ビット誤差のない回路を提供することである。図3の回
路で1ビット誤差が生ずるのは、本発明の回路において
は、2進信号は2の補数で表しているため、図3のEX
−ORゲートで反転させるときである。この1ビット誤
差は、第2係数k2を使用している間、すなわち図4の
t3時まで(I1=0の間)しか生じないので、実質上
デジタル出力誤差を生じない。しかし、このような1ビ
ット誤差も生じない回路が可能であるの。
FIG. 5 shows a circuit 38A according to a second embodiment of the feedback circuit 38 of the HPF 30. The purpose of this embodiment of FIG.
The object is to provide a circuit free of bit errors. The reason why a one-bit error occurs in the circuit of FIG. 3 is that, in the circuit of the present invention, since the binary signal is represented by a two's complement, the EX of FIG.
-It is when inverting by the OR gate. Since this one-bit error occurs only while the second coefficient k2 is used, that is, until t3 in FIG. 4 (while I1 = 0), a digital output error does not substantially occur. However, a circuit that does not cause such a one-bit error is possible.

【0024】詳しくは、図5のフィードバック回路38
Aでは、図3の回路38に加えて、1つのANDゲート
3810と加算器3812とをさらに設けている。AN
Dゲート3810は、一方の入力がインバータ3808
の出力を受け、他方の入力が1の2進信号を受ける。こ
のANDゲートの出力は加算器3812の一方の入力が
受け、そして他の入力はEX−ORゲート3806の出
力G[27:0]を受ける。ANDゲートは、I1=0のと
きインバータ出力はハイとなり、このときANDゲート
出力はハイすなわち1となって、この1を、加算器はE
X−ORゲート出力の最下位ビットに加算し、そしてそ
の結果を上記のB[27:0]として出力する。これによ
り、I1=0のときのEX−ORでの反転により生ずる
1ビット誤差を除くことができる。
More specifically, the feedback circuit 38 shown in FIG.
In A, one AND gate 3810 and an adder 3812 are further provided in addition to the circuit 38 of FIG. AN
One input of the D gate 3810 has an inverter 3808.
And the other input receives a binary signal of one. The output of this AND gate is received at one input of adder 3812, and the other input is output G [27: 0] of EX-OR gate 3806. The output of the AND gate is high when I1 = 0, and the output of the AND gate is high, that is, 1 at this time.
Add to the least significant bit of the X-OR gate output and output the result as B [27: 0] above. As a result, a one-bit error caused by inversion by EX-OR when I1 = 0 can be eliminated.

【0025】図6は、第3の実施例のフィードバック回
路38Bを示しており、これは、ビット誤差を生じない
加算器タイプのものであり、また、非ゼロの上記と同じ
値(“8191/8192”,“1/8192”)との2つの係数k1
とk2をもっている。これらの係数の実現は、回路38
Bにおいては次のようにして行う。すなわち、左13ビ
ット・シフト回路3820は8192倍し、そしてこの出力
を受ける右13ビット・シフト(“≫13”で表す)す
るシフト回路3822は、1/8192倍するためその出力は
1倍のAである。次のセレクタ3824は、シフト回路
3820の出力を“1”入力に受け、シフト回路382
2の出力を“0”入力に受け、そして選択制御入力にI
1を受ける。したがって、I1=0のときは、1倍のA
を出力し、そしてI1=1のときは、8192倍のAを出力
する。このセレクタの出力は、加算器3826の正入力
に接続しており、そしてその加算器の負入力は28個の
ANDゲート3828の出力に接続している。ANDゲ
ート3828の一方の入力は入力Aを受け、他方の入力
はI1を受ける。このため、ANDゲートの出力は、I
1=0のときは0であり、I1=1のときは1倍のAと
なる。尚、加算器3826は、図3の加算器3800と
同様の回路であって、負入力ではビット拡張を行い、そ
して出力は41ビットの内の上位28ビットのみを使用
するため1/8192倍の機能をもっている。この結果、加算
器3826において、I=0のときには、正入力が1・
A、負入力が0、そして出力が(1・A−0)8192=(1/
8192)A=k2・Aとなる。一方、I=1のときには、
正入力が8192・A、負入力が1・A、出力が(8192・A−1・
A)8192=(8191/8192)A=k1・Aとなる。したが
って、図5と同じ出力Bが、EX−ORゲートのような
反転を行わないで得られる。
FIG. 6 shows a feedback circuit 38B according to a third embodiment, which is of the adder type which does not cause a bit error, and which has the same non-zero value ("8191/1"). 8192 ”,“ 1/8192 ”) and two coefficients k1
And k2. The realization of these coefficients is determined by the circuit 38
In B, it is performed as follows. That is, the left 13-bit shift circuit 3820 multiplies by 8192, and the shift circuit 3822 that receives this output and shifts by 13 bits to the right (represented by “$ 13”) multiplies by 1/8192 so that the output is 1 ×. A. The next selector 3824 receives the output of the shift circuit 3820 at the “1” input,
2 is received at the "0" input and I
Receive 1 Therefore, when I1 = 0, one time A
Is output, and when I1 = 1, 8192 times A is output. The output of this selector is connected to the positive input of an adder 3826, and the negative input of the adder is connected to the output of 28 AND gates 3828. One input of AND gate 3828 receives input A, and the other input receives I1. Therefore, the output of the AND gate is I
When 1 = 0, it is 0, and when I1 = 1, it is 1 times A. The adder 3826 is a circuit similar to the adder 3800 in FIG. 3. The adder 3826 performs bit expansion on a negative input, and outputs 1/8192 times since only the upper 28 bits of 41 bits are used. Has a function. As a result, in the adder 3826, when I = 0, the positive input is 1.
A, the negative input is 0, and the output is (1 · A-0) 8192 = (1 /
8192) A = k2 · A. On the other hand, when I = 1,
The positive input is 8192 · A, the negative input is 1 · A, and the output is (8192 · A−1 ·
A) 8192 = (8191/8192) A = k1 · A Therefore, the same output B as in FIG. 5 can be obtained without performing inversion as in the EX-OR gate.

【0026】図7は、第4実施例のHPF30用フィー
ドバック回路38Cであり、これもビット誤差なしで非
ゼロ係数をもつ加算器タイプのものである。この回路
は、セレクタ3830の“1”入力で係数k1を実現
し、“0”入力で係数k2を実現している。まず初めに
その“1”入力側について述べると、加算器3832
は、図3の加算器3800と同様の回路のものであるた
め、その負入力は1倍のAであり、そして正入力は左1
3ビット・シフト回路3834のため8192・Aであり、
したがって加算器の出力は、(8191/8192)A=k1・
Aとなる。一方、セレクタ3830の“0”入力側で
は、右13ビット・シフト回路3836のため、(1/81
92)・Aとなる。セレクタ3830は、I=0のときに
は、“0”入力であるk2・Aを出力に出す。一方、I
=1のときには、“1”入力であるk1・Aとなる。こ
れにより、図5と同様の機能が実現できる。
FIG. 7 shows a feedback circuit 38C for the HPF 30 according to the fourth embodiment, which is also an adder type having a non-zero coefficient without any bit error. In this circuit, a coefficient k1 is realized by “1” input of the selector 3830, and a coefficient k2 is realized by “0” input. First, the "1" input side will be described.
Is of a circuit similar to the adder 3800 of FIG. 3, so that its negative input is 1 × A and its positive input is
8192 · A for the 3-bit shift circuit 3834;
Therefore, the output of the adder is (8191/8192) A = k1 ·
A. On the other hand, on the “0” input side of the selector 3830, (1/81)
92) ・ A. When I = 0, selector 3830 outputs k2 · A, which is a “0” input, as an output. On the other hand, I
When = 1, it is k1 · A which is “1” input. Thereby, the same function as that of FIG. 5 can be realized.

【0027】次に、図8〜図10を参照して非ゼロ係数
をもつ乗算器タイプのフィードバック回路について説明
する。まず初めに、図8に示すフィードバック回路38
Dは、乗算器3840と、k1係数回路3842、k2
係数回路3844、スイッチ3846とで構成してい
る。乗算器の入力は信号Aを受け、出力は信号Bを発生
し、そして係数入力は、スイッチ3846の出力端に接
続している。このスイッチの“1”側入力端は回路38
42から13ビットの2進信号の係数k1を受けるよう
に接続し、“0”側入力端は回路3844から13ビッ
トの2進信号の係数k2を受けるように接続している。
このスイッチの制御入力端は、I1を受けて、その状態
に依存して対応する側の入力を出力に接続する。したが
って、乗算器3840は、I1=1のときには、k1・
Aを出力し、I1=0のときには、k2・Aを出力す
る。この実施例では、係数の値を任意に変更できる利点
がある。
Next, a multiplier type feedback circuit having a non-zero coefficient will be described with reference to FIGS. First, the feedback circuit 38 shown in FIG.
D is a multiplier 3840, a k1 coefficient circuit 3842, k2
It comprises a coefficient circuit 3844 and a switch 3846. The input of the multiplier receives signal A, the output generates signal B, and the coefficient input is connected to the output of switch 3846. The "1" side input terminal of this switch is connected to a circuit 38.
The circuit 3844 is connected to receive a coefficient k1 of a 13-bit binary signal, and the “0” side input terminal is connected to receive a coefficient k2 of a 13-bit binary signal from the circuit 3844.
The control input of this switch receives I1 and, depending on its state, connects the corresponding input to the output. Therefore, when I1 = 1, multiplier 3840 calculates k1 ·
A is output, and when I1 = 0, k2 · A is output. In this embodiment, there is an advantage that the value of the coefficient can be arbitrarily changed.

【0028】図9の実施例のフィードバック回路38E
は、図8の回路38Dと異なっているのは、乗算器を2
つ設けてその各乗算器に対応する係数回路を設けている
点、そしてそれら2つの乗算器出力を選択出力するため
のセレクタ3847を設けている点である。この回路3
8Eも、回路38Dと同様に機能し、また係数値の任意
設定が可能という利点をもっている。
The feedback circuit 38E of the embodiment shown in FIG.
Is different from the circuit 38D of FIG.
In that a coefficient circuit corresponding to each of the multipliers is provided, and a selector 3847 for selecting and outputting the outputs of the two multipliers is provided. This circuit 3
8E also functions in the same way as the circuit 38D, and has the advantage that the coefficient value can be set arbitrarily.

【0029】図10の実施例のフィードバック回路38
Eは、図9の回路38Eと異なっているのは、乗算器と
k2係数回路との組を、“≫13”シフト回路3848
で置き換えている点である。このため、係数k2は、1/
8192の固定値である。k1は任意に設定可能である。
The feedback circuit 38 of the embodiment shown in FIG.
E is different from the circuit 38E in FIG. 9 in that a set of a multiplier and a k2 coefficient circuit is replaced by a “$ 13” shift circuit 3848.
Is replaced by Therefore, the coefficient k2 is 1 /
8192 is a fixed value. k1 can be set arbitrarily.

【0030】次に、図11〜図15を参照して、2つの
係数k1、k2の内のk2がゼロであるフィードバック
回路の実施例について述べる。まず初めに、図11と図
12の加算器タイプのフィードバック回路について説明
する。
Next, an embodiment of a feedback circuit in which k2 of two coefficients k1 and k2 is zero will be described with reference to FIGS. First, the adder type feedback circuit shown in FIGS. 11 and 12 will be described.

【0031】図11の第8実施例の回路38Gは、図3
の加算器3800と同様の回路の加算器3850と、
“≪13”シフト回路3852と、ANDゲート385
4とで構成している。詳しくは、ANDゲート3854
の一方の入力は2進信号Aを受け、他方の入力はI1を
受ける。このゲートの出力には、加算器3850の負入
力が接続し、そして加算器のその正入力は、左シフト回
路3852を介してゲート3854の出力に接続してい
る。I1=1のときには、加算器3850は、図7の加
算器3832と同じ出力、すなわち(8191/8192)A=
k1・Aを発生する。一方、I1=0のときには、ゲー
ト3854の出力は全てゼロとなり、したがって、加算
器3850の出力も0となる。これは、k2=0を意味
する。
The circuit 38G of the eighth embodiment shown in FIG.
An adder 3850 having a circuit similar to the adder 3800 of
“$ 13” shift circuit 3852 and AND gate 385
4. For details, see AND gate 3854
Has one input receiving a binary signal A and the other input receiving I1. The output of this gate is connected to the negative input of adder 3850, and its positive input is connected to the output of gate 3854 via left shift circuit 3852. When I1 = 1, adder 3850 outputs the same output as adder 3832 in FIG. 7, that is, (8191/8192) A =
Generates k1 · A. On the other hand, when I1 = 0, the outputs of the gate 3854 are all zero, and therefore the output of the adder 3850 is also zero. This means that k2 = 0.

【0032】図12の第9実施例のフィードバック回路
38Hは、図11の回路38Gと同様であるが、異なっ
ているのは、ANDゲートを加算器の入力側ではなくそ
の出力側に設けている点である。すなわち、ANDゲー
ト3856の一方の入力に加算器3850の出力を接続
し、その他方の入力にI1を接続し、そして加算器の負
入力とシフト回路3852の入力を信号Aを受けるよう
に接続している。この回路Hは、回路38Gと同じ働き
をする。
The feedback circuit 38H of the ninth embodiment of FIG. 12 is similar to the circuit 38G of FIG. 11, except that an AND gate is provided at the output side of the adder instead of the input side. Is a point. That is, the output of adder 3850 is connected to one input of AND gate 3856, I1 is connected to the other input, and the negative input of the adder and the input of shift circuit 3852 are connected to receive signal A. ing. This circuit H works the same as the circuit 38G.

【0033】次に、図13〜図15の乗算器タイプのフ
ィードバック回路について述べる。まず、図13の第1
0実施例のフィードバック回路38Iは、信号Aを入力
に受ける乗算器3860と、乗算器の係数入力に出力が
接続したk1係数回路3862と、乗算器の出力に一方
の入力が接続し他方の入力がI1を受けるように接続し
たANDゲート3864とで構成している。この回路
は、I1=0の時の係数k2(=0)をANDゲート3
864で形成していること以外は、図8〜図9の回路と
同様である。
Next, the multiplier type feedback circuit shown in FIGS. 13 to 15 will be described. First, the first of FIG.
The feedback circuit 38I of the zeroth embodiment includes a multiplier 3860 receiving the signal A at the input, a k1 coefficient circuit 3862 having an output connected to the coefficient input of the multiplier, and one input connected to the output of the multiplier and the other input. And an AND gate 3864 connected to receive I1. This circuit converts the coefficient k2 (= 0) when I1 = 0 into an AND gate 3
The circuit is the same as the circuits in FIGS.

【0034】図14の第11実施例のフィードバック回
路38Jは、乗算器の出力側ではなく、係数入力側にA
NDゲート3866を接続している点を除いては、図1
3の回路38Iと同様であり、機能も同じである。この
場合、I=0の時のANDゲート3866の出力が係数
k2(=0)となる。
The feedback circuit 38J of the eleventh embodiment shown in FIG.
1 except that the ND gate 3866 is connected.
3 and the function is the same. In this case, the output of the AND gate 3866 when I = 0 is the coefficient k2 (= 0).

【0035】図15の第12実施例のフィードバック回
路38Kも、乗算器の入力側にANDゲート3868を
設けている点を除いては、図13の回路38Iと同じで
あり、同じ機能をもっている。上述のように、HPF3
0のフィードバック回路の構成としては種々のものが可
能であり、目的、用途等に応じて適当なものを使用する
ことができる。
The feedback circuit 38K of the twelfth embodiment of FIG. 15 has the same function as the circuit 38I of FIG. 13 except that an AND gate 3868 is provided on the input side of the multiplier. As described above, HPF3
Various configurations are possible for the configuration of the 0 feedback circuit, and an appropriate configuration can be used depending on the purpose, application, and the like.

【0036】以上に説明した本発明の実施例において
は、種々の変更が当業者には可能である。例えば、上記
実施例では、2つのフィルタ係数の例について記述した
が、本発明によれば、必要に応じて、フィルタ係数の数
をそれ以上にしたり、あるいはフィルタ係数の値として
上述の例の値以外の値を使用することができる。
In the embodiments of the present invention described above, various modifications can be made by those skilled in the art. For example, in the above embodiment, an example of two filter coefficients has been described. However, according to the present invention, if necessary, the number of filter coefficients may be increased or the value of the above example may be used as the value of the filter coefficient. Values other than can be used.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上に述べた本発明によれば、変化する
オフセットの除去と、安定したADC出力発生に要する
時間の短縮とを、ハイパスフィルタのフィルタ係数の切
替えだけで実現することができる。また、パワーオン時
の安定出力発生所要時間の短縮の結果、ADCのテスト
時間の短縮に有利である。さらに、ADCがパワーセー
ブのためパワーダウン・モードをもつ機器で使用される
ときにも、パワーダウンからの復帰時のパワーアップ毎
の安定出力発生所要時間の短縮にも効果がある。
According to the present invention described above, the removal of the changing offset and the reduction of the time required for stable generation of the ADC output can be realized only by switching the filter coefficients of the high-pass filter. Further, as a result of shortening the time required for generating a stable output at power-on, it is advantageous for shortening the test time of the ADC. Further, when the ADC is used in a device having a power-down mode for power saving, it is also effective in shortening the time required for generating a stable output at every power-up when returning from the power-down mode.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による第1実施例のΔΣ型アナログ−デ
ジタル変換器(ADC)Aを示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a ΔΣ type analog-digital converter (ADC) A according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例のΔΣ型アナログ−デジタ
ル変換器Bを示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a ΔΣ type analog-digital converter B according to a second embodiment of the present invention.

【図3】図2のハイパスフィルタを詳細に示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing the high-pass filter of FIG. 2 in detail.

【図4】図3のハイパスフィルタ回路を備えた図2のΔ
Σ型ADCの全体の動作説明のためのタイミングチャー
ト。
FIG. 4 shows the Δ of FIG. 2 with the high-pass filter circuit of FIG. 3;
6 is a timing chart for explaining the overall operation of the Σ-type ADC.

【図5】図3のハイパスフィルタ30のフィードバック
回路38部分の第2の実施例による回路38Aを示す回
路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit 38A according to a second embodiment of the feedback circuit 38 of the high-pass filter 30 of FIG. 3;

【図6】フィードバック回路38の第3実施例の回路3
8Bを示す回路図。
FIG. 6 is a circuit 3 according to a third embodiment of the feedback circuit 38;
FIG. 8B is a circuit diagram showing 8B.

【図7】フィードバック回路38の第4実施例の回路3
8Cを示す回路図。
FIG. 7 is a circuit 3 according to a fourth embodiment of the feedback circuit 38;
The circuit diagram showing 8C.

【図8】フィードバック回路38の第5実施例の回路3
8Dを示す回路図。
FIG. 8 is a circuit 3 according to a fifth embodiment of the feedback circuit 38;
FIG. 9 is a circuit diagram showing 8D.

【図9】フィードバック回路38の第6実施例の回路3
8Eを示す回路図。
FIG. 9 is a circuit 3 of a sixth embodiment of the feedback circuit 38;
FIG. 8E is a circuit diagram showing 8E.

【図10】フィードバック回路38の第7実施例の回路
38Fを示す回路図。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a circuit 38F according to a seventh embodiment of the feedback circuit 38;

【図11】フィードバック回路38の第8実施例の回路
38Gを示す回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a circuit 38G according to an eighth embodiment of the feedback circuit 38;

【図12】フィードバック回路38の第9実施例の回路
38Hを示す回路図。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a circuit 38H according to a ninth embodiment of the feedback circuit 38;

【図13】フィードバック回路38の第10実施例の回
路38Iを示す回路図。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a circuit 381 according to a tenth embodiment of the feedback circuit 38;

【図14】フィードバック回路38の第11実施例の回
路38Jを示す回路図。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a circuit 38J of an eleventh embodiment of the feedback circuit 38;

【図15】フィードバック回路38の第12実施例の回
路38Kを示す回路図。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a circuit 38K according to a twelfth embodiment of the feedback circuit 38;

【符号の説明】 1,10:ΔΣ変調器 2,20:デシメーション・フィルタ 3,30:ハイパスフィルタ(HPF) 4:フィルタ係数制御部 40:タイミング・コントローラ 50:シリアル制御部 60:ディザ制御部 38,38A〜38K:HPF30のフィードバック回
[Description of Signs] 1,10: ΔΣ modulator 2, 20: decimation filter 3, 30: high-pass filter (HPF) 4: filter coefficient control unit 40: timing controller 50: serial control unit 60: dither control unit 38 , 38A-38K: Feedback circuit of HPF30

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アナログ入力信号を受けて、これをデジタ
ル形態で表すデジタル出力信号を発生するΔΣ型アナロ
グ−デジタル変換器であって、 イ) 前記アナログ入力信号を受けるように接続してお
り、変調器出力を発生するΔΣ型変調器と、 ロ) 前記変調器出力を受けるように接続しており、デ
シメーション・フィルタ出力を発生するデシメーション
・フィルタと、 ハ) 前記デシメーション・フィルタ出力を受けるよう
に接続しており、ハイパスフィルタ出力を発生するハイ
パスフィルタであって、該ハイパスフィルタは、動作中
可変のフィルタ係数を有する、前記のハイパスフィルタ
と、 ニ) 前記ハイパスフィルタに接続しており、動作中に
前記可変フィルタ係数の変更を指示する係数制御信号を
発生するフィルタ係数制御手段と、を備えたΔΣ型アナ
ログ−デジタル変換器。
1. A delta-sigma analog-to-digital converter that receives an analog input signal and generates a digital output signal representing the digital input signal in digital form, a) being connected to receive the analog input signal; A ΔΣ modulator for generating a modulator output, b) a decimation filter connected to receive the modulator output, and a decimation filter for generating a decimation filter output; c) receiving the decimation filter output A high-pass filter for generating a high-pass filter output, said high-pass filter having a variable filter coefficient during operation; and d) being connected to said high-pass filter during operation. Filter coefficient control means for generating a coefficient control signal for instructing a change of the variable filter coefficient. ΔΣ type analog-digital converter.
【請求項2】請求項1記載の変換器であって、 前記可変のフィルタ係数の変更は、前記変換器のパワー
アップ時に行うこと、を特徴とするΔΣ型アナログ−デ
ジタル変換器。
2. The ΔΣ analog-to-digital converter according to claim 1, wherein the variable filter coefficient is changed when the converter is powered up.
【請求項3】請求項1または2に記載の変換器であっ
て、 前記ハイパスフィルタの特性は、Z関数を用いて 【数1】 H(Z)=H1(Z) / H2(Z) H1(Z)=Σl=0 Ml-l2(Z)=Σl=0 Nl-l で表され、ここでalとblは係数であり、MとNは正の
整数であり、 前記可変のフィルタ係数は、alとbl値の第1の組合せ
からなる第1のフィルタ係数と、前記第1の組合せとは
異なったalとblの値の第2の組合せからなる第2のフ
ィルタ係数とから成ること、を特徴とするΔΣ型アナロ
グ−ディジタル変換器。
3. The converter according to claim 1, wherein the characteristic of the high-pass filter is expressed by the following equation: H (Z) = H 1 (Z) / H 2 (Z ) is represented by H 1 (Z) = Σ l = 0 M b l Z -l H 2 (Z) = Σ l = 0 N a l Z -l, where a l and b l are coefficients, M and N is a positive integer, the filter coefficients of the variable, a l and b l value of the first filter coefficients of a first combination, wherein the first combination different a l and b l And a second filter coefficient comprising a second combination of the values of ??
【請求項4】請求項3に記載の変換器であって、 前記ハイパスフィルタは1次のフィルタであって、その
特性は、Z関数を用いて 【数2】 H(Z)=H1(Z) / H2(Z) H1(Z)=1−Z-12(Z)=1−kZ-1 で表され、ここでkは係数であり、 前記可変のフィルタ係数は、第1の値のkからなる第1
のフィルタ係数と、第2の値のkからなる第2のフィル
タ係数と、から成ること、を特徴とするΔΣ型アナログ
−ディジタル変換器。
4. The converter according to claim 3, wherein the high-pass filter is a first-order filter, and its characteristic is expressed by using a Z function as follows: H (Z) = H 1 ( Z) / H 2 (Z) H 1 (Z) = 1−Z −1 H 2 (Z) = 1−kZ −1 , where k is a coefficient, and the variable filter coefficient is The first consisting of k with the value of 1
And a second filter coefficient consisting of a second value k. A ΔΣ type analog-digital converter.
【請求項5】請求項4記載の変換器であって、 前記第1フィルタ係数は、1に近い値であり、 前記第2フィルタ係数は、0または0に近い値であるこ
と、を特徴とするΔΣ型アナログ−デジタル変換器。
5. The converter according to claim 4, wherein said first filter coefficient is a value close to 1, and said second filter coefficient is 0 or a value close to 0. ΔΣ type analog-digital converter.
【請求項6】請求項5記載の変換器であって、 前記第2フィルタ係数は、0であること、を特徴とする
ΔΣ型アナログ−デジタル変換器。
6. The ΔΣ analog-to-digital converter according to claim 5, wherein said second filter coefficient is zero.
【請求項7】請求項1から6のいずれかに記載の変換器
であって、 前記ハイパスフィルタは、 イ) 前記デシメーション・フィルタ出力を受ける第1
の入力と、第2の入力と、出力とを有する減算器と、 ロ) 前記減算器の出力に接続した入力と、出力とを有
する遅延器と、 ハ) 前記デシメーション・フィルタ出力を受けるよう
に接続した第1の入力と、前記遅延器の出力に接続した
第2の入力と、前記ハイパスフィルタ出力を発生する出
力とを有する加算器と、 ニ) 該加算器の出力に接続した入力と、前記減算器の
第2入力に接続した出力とを有するフィードバック回路
であって、前記フィルタ係数として作用する動作中可変
のフィードバック係数をもつフィードバック回路と、か
ら成ること、を特徴とするΔΣ型アナログ−デジタル変
換器。
7. The converter according to claim 1, wherein said high-pass filter comprises: a) a first receiving means for receiving an output of said decimation filter.
B) a subtractor having an input, a second input, and an output; b) a delay having an input connected to the output of the subtractor; and an output; c) receiving the output of the decimation filter. An adder having a first input connected thereto, a second input connected to the output of the delay unit, and an output for generating the high-pass filter output; d) an input connected to the output of the adder; A feedback circuit having an output connected to a second input of the subtractor, the feedback circuit having an in-operation variable feedback coefficient acting as the filter coefficient. Digital converter.
【請求項8】請求項7記載の変換器であって、 前記フィードバック回路は、加算器を使用したタイプで
あること、を特徴とするΔΣ型アナログ−デジタル変換
器。
8. A ΔΣ analog-digital converter according to claim 7, wherein said feedback circuit is of a type using an adder.
【請求項9】請求項7記載の変換器であって、 前記フィードバック回路は、乗算器を使用したタイプで
あること、を特徴とするΔΣ型アナログ−デジタル変換
器。
9. The ΔΣ analog-digital converter according to claim 7, wherein said feedback circuit is of a type using a multiplier.
【請求項10】請求項7から9のいずれかに記載の変換
器であって、 前記フィルタ係数制御手段は、前記係数制御信号として
第1のタイミング信号を供給するタイミング制御手段を
含み、 前記第1タイミング信号は、前記変換器のリセットから
第1の所定の時間の間、前記第2フィルタ係数を使用す
べきことを表すこと、を特徴とするΔΣ型アナログ−デ
ジタル変換器。
10. The converter according to claim 7, wherein the filter coefficient control unit includes a timing control unit that supplies a first timing signal as the coefficient control signal. A ΔΣ analog-to-digital converter, wherein one timing signal indicates that the second filter coefficient is to be used for a first predetermined time from reset of the converter.
【請求項11】請求項10記載の変換器であって、さら
に、前記ΔΣ変調器の入力に対するDCディザ成分の印
加を制御するためのディザ制御手段を含むこと、を特徴
とするΔΣ型アナログ−デジタル変換器。
11. A converter according to claim 10, further comprising dither control means for controlling application of a DC dither component to an input of said ΔΣ modulator. Digital converter.
【請求項12】請求項11記載の変換器であって、 前記タイミング制御手段はさらに、前記ディザ制御手段
に対し供給する第2のタイミング信号を発生し、 該第2タイミング信号は、前記変換器のリセットから、
前記第1所定時間よりも短い第2の所定の時間の間、前
記DCディザ成分を印加すべきでないことを表すこと、
を特徴とするΔΣ型アナログ−デジタル変換器。
12. The converter according to claim 11, wherein said timing control means further generates a second timing signal to be supplied to said dither control means, wherein said second timing signal is output from said converter. From the reset
Indicating that the DC dither component should not be applied for a second predetermined time shorter than the first predetermined time;
ΔΣ type analog-digital converter characterized by the above-mentioned.
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